焦化廢水深度處理技術研究

白貴寧 崔文杰

摘要：焦化廢水是在煉焦、煤氣高溫干餾等生產過程中產生的高濃度、難降解的有機廢水。其成分極其復雜，污染物濃度高，而且色度高，水質變化波動大，毒性強。當前，焦化廢水處理技術主要有好氧生物處理技術、活性炭吸附技術及芬頓氧化處理技術等，但均存在一些問題，不能滿足日益增長的環保需求。本文介紹了焦化廢水的水質特點，分析了焦化廢水處理技術。

關鍵詞：焦化廢水;處理技術;深度處理

引言

現階段，人類面臨的主要問題是水資源的緊張。所以針對于水相關的問題，焦化企業必須引起高度重視并妥善處理，首先，在企業運營過程中應不斷供應新水，以展開鍋爐補水和冷卻循環。另一方面還需做高濃度焦化廢水處理，以處理污染的水，進而使環境得到有效保護，確保可持續發展的成功實現。而上述問題均可通過污水深度處理技術實現，最終讓水資源得到節約，促進水使用效率的提升。

1焦化廢水的特點及危害

焦化企業的主要生產過程是先對煤進行洗選，然后將含水約10%的煉焦煤粉碎到規定的目數，隨后將其從焦爐頂部送入碳化室，經過高溫干餾，最后生產出焦炭。焦化廢水是來自各個工藝段的混合污水，成分復雜多變，毒性大，含有較多的難生物降解物質，如酚、氰、脂肪類化合物、雜環化合物以及多環化合物等。除了有機物之外，還有大量無機成分，如硫化物、氰化物、氨氮等。焦化廢水中，酚類化合物是原型毒物，對一切生物均具有一定的毒害作用，能夠使生物的細胞失去活力，凝固蛋白質。多環和雜環化合物中，很多具有致癌和致突變作用，長時間接觸煤焦油、瀝青等物質的人患有皮癌、唇癌以及肺癌的概率高。焦化廢水如不進行有效的處理和控制，大量有機物將進入水體中，消耗水中的溶解氧，危害水生生物;高濃度的氨氮能夠造成水體富營養化，使得水體出現惡臭、水質下降，導致魚類等生物窒息死亡。

2焦化廢水的水質特點

2.1污染物濃度高

焦化廢水組分復雜，酚類是其主要的有機污染物，也是焦化廢水COD的重要來源。一般來說，人們依靠好氧微生物的好氧呼吸作用去除焦化廢水中的酚類物質，好氧階段能夠迅速將酚類物質濃度降低。但是，焦化廢水含有苯類、吲哚等物質，其可降解性差，造成焦化廢水的生化性較差。不同焦化工藝產生的焦化廢水存在組分差異，污染物濃度可能相差好幾倍。一般來講，焦化廢水中的COD濃度能達到1000～8000mg/L。

2.2有毒物質多

焦化廢水含有大量有害物質，其中，苯系物、鹵代物等物質具有嚴重的毒害性，能夠威脅人體健康，嚴重的能夠導致人體癌變、基因突變。另外，研究人員發現，焦化廢水含有大量的重金屬離子，重金屬離子難以降解，一旦進入自然水環境中而被人誤飲，會對人體造成不可恢復的傷害。

2.3成分復雜

由于生產工藝的不同，焦化廢水水質波動較大，成分較為復雜。焦化廢水含有大量無機污染物和有機污染物。檢測發現，焦化廢水不僅含有大量的氯離子、氟離子、硝酸離子等無機離子，還含有大量的酚類物質、鹵代物、苯系物等難降解的有機污染物。酚類為焦化廢水的主要有機污染物，占比超過80%。

2.4廢水色度高

焦化廢水含有大量的生色官能團，還有部分助色基團。其中含有的重金屬離子會引起廢水顏色變化，所以焦化廢水的污染物被降解后，其色度會明顯降低。

3焦化廢水深度處理技術

3.1物理法

物理法主要是對廢水中的礦物質、固體懸浮物以及油類等進行處理，常用的主要有過濾法與膜分離法。過濾法是指利用某種介質組成的過濾層對焦化廢水進行過濾，該方法可以將焦化廢水中的大多數懸浮物除去，其原理是利用顆粒介質的截流、篩分、黏附等作用將水中的懸浮物去除。工程中常用的過濾器主要為壓力式和重力式，其中壓力式過濾器使用范圍更加廣泛，例如，工程中所使用的石英砂過濾器、纖維濾料等均屬于壓力式過濾器。膜分離法是指利用多孔膜的選擇透過性來對焦化廢水進行分離與提純，該處理方法的機理是利用液-液分散體系中兩相與固體膜表面親和力的不同來達到分離效果。常見的技術有反滲透、納濾、超濾與微濾。其中，反滲透和納濾這兩種膜分離法主要使用的膜材料為醋酸纖維素與聚亞酰胺等，主要用于去除廢水中的鹽分。超濾與微濾所使用的膜材料為PVDF、PSF、PVC與PS等，主要用于去除污水中的懸浮物、膠體、微生物等。

3.2混凝沉淀法

此法的基本原理為將特定的混凝劑加入到廢水中，受混凝劑電解質性質的影響，就會有膠團形成于水中，進而和廢水中物質發生電中和，致絮凝體出現，最終將污染物去除。如采用混凝沉淀法，能有效去除可以和水相溶的有色物質、不溶于水的膠體、微小懸浮物和一些有機物，針對混凝效果而言，渾濁度、pH值、水溫、水力是主要影響因素，且混凝劑的選擇直接關乎到混凝沉淀法使用效果。混凝工藝不僅操作起來非常簡單，無需較高的處理費用，且具有良好效果和很強的適應性，另外，還可改善原水的感官指標（濁度、色度等），去除多種有毒有害污染物。

3.3膜分離法

膜分離法，主要是利用選擇性透過膜這一典型分離介質，在兩邊不斷增加壓力差、濃度差或電位差，促使廢水中污染物、雜質被選擇性透過膜予以清除，進而起到凈化水質效果。此法優勢眾多，包括低能耗、高效率、強適應性以及操作簡便等，作為一種新型污水處理技術，其不僅發展迅速，且發展空間也非常大，具有很強的實用性。現階段，膜分離技術種類較多，納濾、微濾、反滲透、超濾是比較常見的幾種類型。目前，超濾-反滲透的雙膜法廣泛運用于焦化廢水深度處理中，經過超濾-反滲透處理后，水質可符合工業循環冷卻水要求，及時補給鍋爐，進而提高生產效率。

3.4物理化學法

物理化學法包括吸附法、電化學法、超聲波空化法等。超聲波空化法是物理化學法的一種，超聲波的頻率一般為2×104～25×108Hz，在水體中能夠發生空穴或空化效應。因此，當超聲波通過廢水時，污水中的微小油滴和水體會發生振動現象，大小不同的粒子存在不同振動速度，油滴之間發生碰撞與融合，小油滴逐漸轉變為大油滴。當油滴粒徑足夠大時，油滴不能夠隨超聲波振動，將做無規則運動，最終污水中的中小油滴通過凝集上浮，之后使用奇特設備進行分離即可實現對污水的凈化。

3.5電化學氧化技術

電化學水處理技術是污水中污染物在電極上發生直接的電化學反應或者由電極產生具有強氧化活性的物質對污染物進行氧化分解。電化學氧化技術具有氧化能力強、工藝簡單、不產生二次污染等優點，在廢水處理中有著廣泛的應用。有研究者采用該技術處理焦化廢水，以PbO2/Ti作為電極，結果表明，電解反應2h后，COD可以從2143mg/L降解到226mg/L，同時大部分氨氮被去除;研究還發現，反應中電解材料、氯化物濃度、pH值等因素對COD和氨氮的去除率均有一定的影響。

結束語

就目前而言，我國新建的焦化項目按照國家對焦化產業的要求，逐步采用干熄焦后，焦化廢水深度處理成為行業發展的重點.為保護自然生態環境，確保焦化產業的可持續發展，有必要對當下常用的焦化廢水深度處理工藝進行論述，總結在工程實踐應用中存在的問題，進而促進焦化廢水深度處理技術的發展。

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